钢筋混凝土框架顶钢结构加层抗震分析

【摘要】： 近年来由于城市工业化和商业化的迅速发展,城市建设用地日趋紧张,许多原有建筑物已经不能满足新的需求,需要进一步扩大使用面积。在这种情况下建筑加层就成了扩大房屋面积的一个很好手段,钢结构加层是目前逐步被推广的一种房屋加固与改造形式。由于下部原结构多为砌体结构或钢筋混凝土框架结构,因此组合成的结构属于混合结构。由于这种混合结构是由两种具有不同阻尼比的材料组成,构成了非比例阻尼的结构体系。 对于加层结构,不仅要进行加层部分的设计,而且应进行结构的整体分析。加层后整体结构的动力特性与原结构有较大变化。对于我国这样一个多地震国家,加层结构的抗震性能的研究尤其不能忽视。 本文采用平面弹塑性时程分析软件NDAS2D,对钢筋混凝土框架顶部加两层钢框架的结构进行考虑非比例阻尼特性的弹性时程直接动力分析,并在此基础上讨论了不同阻尼比和不同刚度对整体框架的抗震性能的影响。计算结果表明,这种结构在顶部钢框架几层有较大的鞭梢效应。鞭梢效应是由于该部位刚度和阻尼突然减小两个原因引起的,忽略其中任何一个都不能准确计算结构的位移和内力,从而给设计带来安全隐患。设计计算中除应考虑这种结构两部分间刚度差异影响外,还应考虑其阻尼差异的影响。算例计算结果还表明,因折算阻尼比法没考虑钢框架部分阻尼比突然减小的因素,如用于设计计算,将带来不安全的结果。通过用非经典振型迭加法对算例一的计算并将其内力和位移结果与直接积分法结果比较,说明可以使用非经典振型迭加法来提高计算效率。最后,对这类结构的设计提出几点建议。